На территории Камчатского края сосредоточены уникальные условия для внедрения возобновляемых источников энергии, и геотермальная энергетика заслуженно рассматривается здесь как один из ключевых путей устойчивого развития. Сегодня ведущие научные центры страны, среди которых выделяется Тюменский государственный университет, при поддержке программы «Приоритет-2030», делают весомый вклад в преобразование энергетического ландшафта региона. Одним из лидеров этого процесса является Александр Гильманов — доцент Школы естественных наук, чьи разработки уже открывают новым проектам возможность эффективной и экологически безопасной эксплуатации недр Камчатки.
Геотермальная энергетика Камчатки: новые горизонты и научное сопровождение
Уникальная активность подземных термальных источников Камчатки делает этот край идеальным полигоном для внедрения и совершенствования геотермальных технологий. Однако строительство и ввод в эксплуатацию новых геотермальных станций требует научной проработки каждого этапа – от разведки месторождений до промышленного освоения скважин. Здесь на помощь приходят междисциплинарные подходы современной физики и математики.
Исследовательская группа Тюменского госуниверситета под руководством Александра Гильманова разработала принципиально новую физико-математическую модель тепломассопереноса парожидкостной смеси в пределах геотермальных скважин. Особое отличие нового подхода – описание процессов в стационарном режиме, что позволяет глубже анализировать основные параметры и принимать технически обоснованные решения на этапе проектирования и эксплуатации.
С помощью методов механики многофазных сред ученые научились точно прогнозировать концентрацию пара, скорость потока и давление пароводяной смеси на различных участках скважины. Такой подход закладывает фундамент для быстрого, безопасного и максимально эффективного перехода Камчатки на чистую и доступную энергию.
Удивительный геотермальный парадокс: научные открытия во благо региона
Проведенные вычисления и натурные эксперименты позволили выявить необычный, ранее подробно не описанный эффект: несмотря на вполне естественные тепловые потери в скважине, сухость (то есть качество) пара возрастает по мере его продвижения к устью. Так, при движении смеси на высоту 350 метров процентное содержание сухого пара увеличивается примерно на 8%. Достигается это благодаря балансировке между тепловыми потерями и понижением давления, из-за чего часть жидкости дополнительно испаряется.
Еще одной яркой особенностью является значительное увеличение скорости смеси: при подъеме со дна скважины вверх скорость потока возрастает более чем в три раза – прирост составляет около 220% даже несмотря на неизбежное трение о стенки и другие рассеивающие силы. Ученые объясняют данный феномен ростом концентрации пара и уменьшением плотности смеси, что облегчает движение и способствует улучшению всех эксплуатационных параметров.
Реализация подобных исследований невозможна без комплексной поддержки — и в этом смысле программа «Приоритет-2030» позволяет российской науке и промышленности действовать синхронно на благо экологии и жителей Дальнего Востока.
Вектор на будущее: Тюменский государственный университет и Камчатский край в авангарде зеленых технологий
Работы Александра Гильманова и центра коллективного пользования Тюменского госуниверситета представляют собой важнейший шаг к по-настоящему независимой, экологически безопасной энергетике Камчатки. Научные открытия позволяют увереннее развивать геотермальные проекты, минимизируя технические и экологические риски на всех этапах освоения ресурсов.
Синергия фундаментальной науки и поддержки, оказываемой по федеральной программе «Приоритет-2030», формирует условия для устойчивого развития региона: расширение генерации чистой энергии, снижение зависимости от привозного топлива и уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу. Это открывает перед Камчаткой новые возможности в сфере туризма, сельского хозяйства и инновационного бизнеса.
В ближайшие годы регион, ведомый сильной научной школой Тюменского госуниверситета и активной позицией молодых ученых, станет одним из главных драйверов российского и мирового перехода к возобновляемым источникам энергии. Геотермальная энергетика, воплощенная в конкретных проектах и современных технологиях, укрепляет не только будущее Камчатки, но и сохраняет природу полуострова для будущих поколений.
Источник: naked-science.ru
